ISOLASI DAN KARAKTERISASI Thiobacillus ferrooxidans

DARI BERBAGAI JENIS TANAH

BRAMANTYO INDRA KUSUMA EFFENDI PUTRO

A24103024

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008

ISOLASI DAN KARAKTERISASI Thiobacillus ferrooxidans

DARI BERBAGAI JENIS TANAH

BRAMANTYO INDRA KUSUMA EFFENDI PUTRO

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

sarjana pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

Judul : Isolasi dan Karakterisasi Thiobacillus ferrooxidans

dari Bebagai Jenis Tanah

Nama Mahasiswa : Bramantyo Indra Kusuma Effendi Putro

Nomor Pokok : A24103024

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, MS. Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc.

NIP. 131 803 643 NIP. 131 879 328

Mengetahui,

Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. Didy Soepandie, M. Agr

NIP. 131 124 019

Tanggal lulus:

RINGKASAN

BRAMANTYO INDRA KUSUMA EFFENDI PUTRO. Isolasi dan Karakterisasi Thiobacillus ferrooxidans dari Bebagai Jenis Tanah. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan RAHAYU WIDYASTUTI.

Kandungan sulfur batubara Indonesia termasuk tinggi sehingga perlu

dilakukan upaya penurunan kandungan tersebut. Beberapa metode telah

diterapkan untuk mengatasi tingginya kandungan sulfur batubara. Salah satu

caranya adalah secara biologi, yaitu dengan memanfaatkan kerja dari

mikroorganisme yang dikenal dengan istilah biodesulfurisasi. Mikroorganisme

yang memegang peranan penting dalam proses tersebut salah satunya adalah

Thiobacillus ferrooxidans.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat Thiobacillus

ferrooxidans dengan isolasi dan karakterisasi dari berbagai jenis tanah. Bakteri ini

diisolasi dari tanah gambut, tanah asam sulfat, tanah mineral, dan tanah yang kaya

akan unsur sulfur dari daerah Gunung Sanggabuana Jawa Barat, Bukit Petuk

Palangkaraya, Kawah Sikidang dan Kawah Sileri Dieng, serta Kepulauan Riau.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Thiobacillus ferrooxidans berhasil

diisolasi dari tanah yang berasal dari Dieng, tepatnya di sekitar Kawah Sikidang

dan Kawah Sileri. Hasil karakterisasi yang didapatkan adalah pH 3,5, suhu

optimal 30­35˚C, Gram negatif, berbentuk batang, rantai pendek, dengan sumber

energi dari oksidasi Fe 2+ dan reduksi sulfur.

Kata kunci: Thiobacillus ferrooxidans, Isolasi, dan Karakterisasi

SUMMARY

BRAMANTYO INDRA KUSUMA EFFENDI PUTRO. Isolation and Characterization of Thiobacillus ferrooxidans from Various Types of Soil. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA and RAHAYU WIDYASTUTI.

Indonesian coal contained high amount of sulfur, so that it is necessary to

do efforts to reduce the content of sulfur. Some methods had been done to avoid

this problem. One of the methods is biological method, that used the advantages

of microorganisms, which is known as biodesulfurization. One of microorganisms

which has an important role in that process is Thiobacillus ferrooxidans.

The purpose of this research is to get Thiobacillus ferrooxidans isolates by

isolation and characterization from various types of soils. This bacteria was

isolated from peat soils, sulphate acid soils, mineral soils, and sulfur­rich soils,

which were taken from Sanggabuana Mountain West Java, Bukit Petuk

Palangkaraya, Kawah Sikidang and Kawah Sileri Dieng, also Riau Archipelago.

The result of this research showed that Thiobacillus ferrooxidans has been

succeed isolated from soils which were taken from Dieng, around Kawah

Sikidang and Kawah Sileri. The characterizations of this bacteria are pH 3,5,

optimum temperature is 30­35˚C, Gram­negative bacteria, rod­shaped cells, small

strain, derives energy from the oxidation of Fe 2+ and reduced sulfur compounds.

Key words: Thiobacillus ferrooxidans, Isolation and Characterization

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Palembang, provinsi Sumatera Selatan pada tanggal

23 Mei 1985. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari Bapak

R.B.E. Gatot Haryanto dan Ibu Anuariah.

Tahun 1997 penulis menyelesaikan studi di SD YKPP 5 Plaju, kemudian

melanjutkan ke SLTP YKPP 2 Plaju dan lulus pada tahun 2000. Selanjutnya

penulis lulus dari SMU YKPP 1 Plaju pada tahun 2003.

Tahun 2003 penulis diterima di IPB melalui jalur USMI. Penulis diterima

di Program Studi Ilmu Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,

Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama di IPB, penulis pernah menjadi asisten praktikum Pendidikan

Agama Islam tahun ajaran 2005/2006 dan 2006/2007. Penulis juga pernah aktif di

Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB (DPM TPB) 2003/2004, Kesatuan Aksi

Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) IPB 2003­2005, Dewan Perwakilan

Mahasiswa Fakultas Pertanian (DPM­A) 2004/2005 dan 2005/2006, Forum

Komunikasi Rohis Departemen Fakultas Pertanian (FKRD­A) 2005/2006, serta

Senior Resident (SR) Asrama TPB IPB 2006/2007 dan 2007/2008. Selain itu,

penulis juga pernah mengikuti berbagai seminar dan juga menjadi panitia seminar,

baik tingkat IPB maupun tingkat nasional.

Bogor, September 2008

Penulis

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala

karuniaNya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat

serta Salam kepada Baginda Rasulullah SAW, para keluarga, sahabat, dan para

pengikut beliau dari dahulu hingga akhir zaman.

Penelitian yang berjudul Isolasi dan Karakterisasi Thiobacillus

ferrooxidans dari Berbagai Jenis Tanah, terdorong oleh keinginan untuk

mendapatkan isolat bakteri Thiobacillus ferrooxidans, yang tergolong sulit

didapatkan, untuk biodesulfurisasi batubara. Penelitian ini dilakukan sebagai salah

satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu

Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan rasa

terima kasih yang sebesar­besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan

masukan, dukungan, dan semangat, baik selama penelitian maupun dalam

penulisan skripsi ini. Rasa terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada:

1. Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, MS. dan Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc.

selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan membantu selama

proses penelitian dan penyusunan skripsi.

2. Ir. H. Fahrizal Hazra M.Sc. selaku dosen penguji tamu yang telah

memberikan banyak masukan bagi penulis.

3. Ayahanda R.B.E. Gatot Haryanto dan Ibunda Anuariah, Mba Ully, Oki

serta seluruh keluarga besar tercinta yang senantiasa memotivasi,

mendorong serta mendoakan penulis untuk menyelesaikan studi di IPB.

4. Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, MS. selaku dosen pembimbing akademik,

segenap dosen, staf pengajar, laboran dan pegawai Departemen Ilmu

Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah memberikan ajaran dan

bimbingan pada penulis selama studi di IPB.

5. Segenap staf dan pegawai Indonesian Center for Biodiversity and

Biotechnology (ICBB); Mba Lastri, Mba Endar, Mba Salma, Teh Taty,

Mas Puput, Kis dan lain­lain yang telah banyak memberikan masukan dan

bantuannya dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.

6. Dr. Bonny P.W. Soekarno, M.Sc. sebagai Kepala Badan Pengelola

Asrama TPB IPB, serta teman­teman Senior Resident Asrama TPB IPB

(Mas Agus, Mas Budi, Mas Desna, Mas Supri, Mas Zul, K’Asur, Aris,

Aryo, Dedi, Dian, Erik, Febri, Fherdes, Helmi, Mukhtar, Sofiyan, Usboy,

Zepri, Aida, Alvira, Anni, Arum, Desi, Eni, Evrin, Firdaus, Hesti, Ila,

Intan, Kartika, Mala, Nia, Noer, Patma, Pratiwi, Wacih) yang telah

menjadi inspirasi dan memberikan motivasi bagi penulis hingga dapat

menyelesaikan studi di IPB ini.

7. Teman­teman seperjuangan di DPM TPB’40 (Cecep Ali, dkk), DPM­A

(K’Ari, dkk), FKRD­A (Erick, Mada, Rangga, Mba Eti, Mba Santi, Hanif,

Titin), KAMMI IPB, Pagi Anaba’05, Tim $ (Kristanto, Rio, Zul, Ariza,

Cinta, Dina, Dwi, Hesti, Iin, Mastuty, Nining, Pemi, Wiwin), Tim

SIMPATI (Z3, UCON, NDF, CHU, CHUN), DPD PKS Kota Bogor,

Brigade’09, atas segala masukan, motivasi dan inspirasinya pada penulis

selama studi di IPB.

8. Mas Atang, K’Yohan, K’Cep, K’Jaya, K’Hasyim, Adit, Arya, Budi,

Kopral, atas bimbingan, inspirasi, dan motivasinya selama ini. Teman­

teman Soil’40 serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan.

Akhirnya, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi yang

memerlukan.

Bogor, September 2008

Penulis

DAFTAR ISI

Hal

DAFTAR ISI ...................................................................................................i

DAFTAR TABEL ...........................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................iii

I. PENDAHULUAN .......................................................................................1

1.1. Latar Belakang ...............................................................................1

1.2. Tujuan Penelitian.. .........................................................................3

II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................4

2.1. Batubara ........................................................................................4

2.2. Biodesulfurisasi ............................................................................... 5

2.3. Thiobacillus ...................................................................................8

III. BAHAN DAN METODE .........................................................................11

3.1. Tempat dan Waktu ..........................................................................11

3.2. Bahan dan Alat................................................................................11

3.2.1. Bahan ................................................................................11

3.2.2. Alat ....................................................................................11

3.3. Metode Penelitian ..........................................................................12

3.3.1. Penyiapan Media ................................................................12

3.3.2. Isolasi Bakteri dari Berbagai Sumber...................................12

3.3.3. Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans .................. 13

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………………15

4.1. Isolasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans …………………………15

4.2. Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans .............................21

V. KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................24

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 24

5.2. Saran .................................................................................................24

VI. DAFTAR PUSTAKA.................................................................................25

DAFTAR TABEL

Teks

Nomor

Halaman

1. Perbandingan Perkiraan Harga dari Berbagai Proses Desulfurisasi 6

Batubara

2. Komposisi medium cair dengan garam ferro (tiap 1000 ml) 12

3. Komposisi media padat (agar) tiap 1000 ml 14

4. Hasil Isolasi Sampel Tanah di Daerah Bukit Petuk, Palangkaraya 16

5. Hasil Isolasi Sampel Tanah Sekitar Gunung Sanggabuana dan 17

Palelawan, Riau

6. Hasil Isolasi Sampel Tanah Sekitar Kawah Sikidang dan Kawah 19

Sileri Dieng

7. Hasil Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans yang Berhasil 23

Diisolasi (SI 6636 C dan SI 6671 P)

DAFTAR GAMBAR

Teks

Nomor

Halaman

1. Perubahan Warna pada Media saat Isolasi 20

(kiri tidak tumbuh; kanan tumbuh).

2. Isolat Bakteri yang Ditumbuhkan pada Media Padat 22

(A. Tumbuh, B. Tidak tumbuh).

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Batubara memainkan peran yang penting dalam membangkitkan tenaga

listrik dan peran tersebut terus berlangsung. Saat ini batubara menjadi bahan bakar

pembangkit listrik dunia sekitar 39% dan proporsi ini diharapkan untuk tetap

berada pada tingkat demikian selama 30 tahun ke depan. Konsumsi batubara ketel

uap diproyeksikan untuk tumbuh sebesar 1,5% per tahun dalam jangka waktu

2002­2030. Batubara muda, yang juga dipakai untuk membangkitkan tenaga

listrik, akan tumbuh sebesar 1% per tahun. Kebutuhan batubara kokas dalam

industri besi dan baja diperkirakan akan mengalami kenaikan sebesar 0,9% per

tahun selama jangka waktu tersebut.

Tingginya harga bahan bakar minyak (BBM) mendorong perusahaan–

perusahaan yang memakai BBM mencari energi alternatif lain, salah satunya

adalah penggunaan batubara untuk pengganti BBM. Produksi batubara Indonesia

pada tahun 2005 mencapai 151,594 juta ton, jumlah ini meningkat pesat jika

dibandingkan pada tahun 1992 yang hanya mencapai 22,951 juta ton. Kenaikan

produksi batubara tiap tahunnya sekitar 15,67%, kenaikan produksi disebabkan

permintaan batubara dalam negeri dan luar negeri yang meningkat tiap tahunnya.

Batubara dewasa ini digunakan sebagai bahan bakar padat untuk

menghasilkan listrik dan panas melalui pembakaran. Konsumsi batubara dunia

sekitar 6,2 milyar ton per tahun, dimana sekitar 75% digunakan untuk

menghasilkan listrik. China memproduksi 2,38 milyar ton pada tahun 2006 dan

India memproduksi sekitar 447,3 juta ton pada 2006. 68,7% listrik di China

berasal dari batubara. Amerika Serikat mengkonsumsi sekitar 1,053 milyar ton

batubara tiap tahunnya, menggunakannya 90% untuk pembangkit listrik. Batubara

di dunia ini diproduksi sekitar 6,19 milyar ton pada tahun 2006 (Wikipedia,

2008).

Kandungan sulfur batubara Indonesia termasuk tinggi sehingga perlu

dilakukan upaya penurunan kandungan tersebut. Beberapa metode telah

diterapkan untuk mengatasi tingginya kandungan sulfur batubara. Salah satu

caranya adalah secara biologi, yaitu dengan memanfaatkan kerja dari

mikroorganisme yang dikenal dengan istilah biodesulfurisasi. Mikroorganisme

yang memegang peranan penting dalam proses tersebut adalah Thiobacillus

ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, dan dari

genus Sulfolobus (S. acidocaldarius) (Handayani, 1996; Woods and Rawlings,

1989).

Thiobacillus ferrooxidans, merupakan bakteri Gram negatif

kemolitoautotropik yang mendapatkan energi dan elektron­elektron dari oksidasi

besi ferro dan/atau sulfur dan beragam reduksi senyawa sulfur pada pH 2 dengan

menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron. Bakteri ini mengikat CO2

dengan skema Calvin­Bassham­Benson dan juga dapat mengikat nitrogen di

bawah kondisi mikroaerofilik. T. ferrooxidans diketahui dapat tumbuh dengan

hidrogen sebagai sumber energi baik secara aerobik maupun anaerobik dengan

kesamaan reduksi dari Fe(III) (Levican et al., 2002).

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat Thiobacillus

ferrooxidans dengan cara mengisolasi dan mengkarakterisasinya dari berbagai

jenis tanah yang diambil dari berbagai lokasi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batubara

Batubara adalah bahan bakar fosil. Batubara dapat terbakar, terbentuk dari

endapan, batuan organik yang terutama terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.

Batubara terbentuk dari tumbuhan yang telah terkonsolidasi antara strata batuan

lainnya dan diubah oleh kombinasi pengaruh tekanan dan panas selama jutaan

tahun sehingga membentuk lapisan batubara. Dewasa ini batubara telah menjadi

salah satu industri global, dimana batubara ditambang secara komersial di lebih

dari 50 negara dan batubara digunakan di lebih dari 70 negara (Worldcoal, 2004).

Berdasarkan data dari BP Statistical Review of Energy 2004 (Raharjo, 2006), pada

tahun 2003, 8 besar negara dengan cadangan batubara terbanyak adalah Amerika

Serikat, Rusia, China, India, Australia, Jerman, Afrika Selatan, dan Ukraina.

Proses pengolahan batubara pada umumnya diawali oleh pemisahan

limbah dan batuan secara mekanis diikuti dengan pencucian batubara untuk

menghasilkan batubara berkualitas lebih tinggi. Dampak potensial akibat proses

ini adalah pembuangan batuan limbah dan batubara tak terpakai, timbulnya debu

dan pembuangan air pencuci (BAPEDAL, 2001). Salah satu kandungan batubara

yang dapat menimbulkan pencemaran akibat dari sisa pembakarannya adalah

sulfur.

Kandungan sulfur batubara Indonesia termasuk tinggi sehingga perlu

dilakukan upaya penurunan kandungan tersebut. Beberapa metode telah

diterapkan untuk mengatasi tingginya kandungan sulfur batubara. Salah satu

caranya adalah secara biologi, yaitu dengan memanfaatkan kerja dari

mikroorganisme yang dikenal dengan istilah biodesulfurisasi. Mikroorganisme

yang memegang peranan penting dalam proses tersebut adalah Thiobacillus

ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, dan dari

genus Sulfolobus (S. acidocaldarius) (Handayani, 1996; Woods and Rawlings,

1989).

2.2. Biodesulfurisasi

Penyingkiran sulfur pada batubara dapat dilakukan dengan tiga metode,

yaitu fisika, kimiawi, dan biologis. Penyingkiran sulfur secara biologis atau

biodesulfurisasi adalah metode penyingkiran sulfur dengan menggunakan mikroba

yang paling murah dan paling sederhana. Ada beberapa faktor yang dapat

mempengaruhi biodesulfurisasi batubara, yaitu: temperatur, pH, medium nutrisi,

konsentrasi sel, konsentrasi batu bara, ukuran partikel, komposisi medium,

kecepatan aerasi COÌ, penambahan partikulat dan surfaktan, serta interaksi dengan

mikroorganisme lain (Nuella, 2005).

Berbagai teknologi untuk menghilangkan sulfur dari batubara telah

dikembangkan diantaranya TRW Ferric Leaching, Batelle Hydrothermal,

Kennecott Oxygen Leaching dan Solvent­refined Coal. Berbagai proses kimiawi

tersebut tergolong mahal dan seringkali menyebabkan struktur batubara menjadi

rusak. Terkait dengan hal tersebut dalam tahun­tahun terakhir dikembangkanlah

pendekatan bioteknologi dengan mendasarkan diri pada aktivitas mikroorganisme

untuk desulfurisasi (microbial desulfurization) (Koizumi, 1984). Menurut Detz

dan Barvinchak (1980), teknologi ini paling murah dibanding teknologi

desulfurisasi lainnya dan keunggulan lainnya struktur batubara tidak mengalami

perubahan. Perbandingan harga ini dapat kita lihat pada Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Perbandingan Perkiraan Harga dari Berbagai Proses Desulfurisasi

Batubara

Proses Harga US $/ton

Precombustion

Biotechnology

TRW Ferric Leaching (Meyers)

Battelle Hydrothermal

Kennecott Oxygen Leaching

Solvent­refined Coal

10­14

20

20

22

45­150

Post combustion

Flue Gas Desulfurization 20­40

Proses desulfurisasi batubara dengan metode Meyers menghilangkan lebih

dari 80% jumlah total sulfur dalam batubara melalui pencucian kimiawi dari 90­

95% kandungan sulfur pirit dalam batubara dengan larutan sulfat ferri encer pada

suhu 90­130˚C. Proeses ini terdiri dari beberapa tahap termasuk penghancuran,

perlakuan kimiawi, pemindahan sulfur, dan regenerasi larutan (Meyers et al.,

1976). Proses lain desulfurisasi batubara secara kimiawi adalah Battelle

Hydrothermal. Proses ini tidak hanya menguntungkan secara ekonomi

dibandingkan proses yang lain, tetapi juga memiliki keuntungan yang signifikan

secara teknologi. Proses Battelle Hydrothermal tidak menghasilkan limbah dalam

jumlah yang banyak pada pembuangan. Produk akhir utama merupakan bahan

bakar padat yang bersih dan sulfur elemental, yang mudah disimpan, dan potensial

menjadi bahan daur ulang yang berharga. Proses ini juga berpotensi untuk

menghasilkan peningkatan cadangan gas dan bahan bakar cair serta memproduksi

larutan batubara yang dapat menjadi sumber bahan kimia batubara (Stambaugh et

al., 1977).

Laboratorium Kennecott Copper Corp`s Ledgemont telah menemukan

proses pencucian oksigen, dimana kekentalan batubara diletakkan pada reaktor

pencucian di bawah kondisi dengan suhu, tekanan, density, dispersi gas, dan

campuran yang sesuai, sulfur pirit dioksidasi menjadi sulfat yang dapat larut.

Kekentalan tersebut kemudian dipisahkan dan, dengan fraksi batubara, dicuci. Air

dari operasi pencucian dinetralkan dengan kapur atau batu kapur. Senyawa besi

dan gipsum dipisahkan dari air dan dikirimkan ke area yang sesuai, dan air bersih

tersebut digunakan kembali. Pemindahan pirit merupakan tahap yang penting

pada hidrogenasi batubara, yang dapat menghasilkan bahan kimia berharga,

beberapa cairan batubara rendah sulfur, dan bahan dengan kadar abu yang rendah

sulfur, yang dapat dibakar untuk menghasilkan listrik (ECD, 1974).

Solvent­refined Coal, yang juga dikenal sebagai SRC­I, berkadar rendah

sulfur, rendah abu, bahan bakar padat yang diproduksi dari batubara dan memiliki

komposisi yang dapat digunakan sebagai bahan bakar ketel uap yang dapat

dibakar di bawah kondisi lingkungan yang sesuai. Solvent­refined Coal dihasilkan

dari disolusi dan hidrogenasi hancuran batubara dalam proses asal bahan pelarut.

Hasil Solvent­refined Coal merupakan fraksi hidrokarbon yang memiliki titik

didih secara substansi lebih besar dari 850° F dan secara umum mewakili 40­70%

kelembaban abu dari batubara yang tersedia secara bebas (Lennon, 1984). Flue

Gas Desulfurization (FGD) merupakan teknologi yang digunakan untuk

memindahkan sulfur dioksida menggunakan alat pembuangan gas yang membakar

batubara atau minyak untuk menghasilkan uap air untuk turbin uap air yang

mengendalikan pembangkit listrik (Wikipedia, 2006).

Alternatif yang paling aman dan ramah terhadap lingkungan untuk

desulfurisasi batubara adalah secara mikrobiologi menggunakan bakteri

Thiobacillus ferrooxidans dan Thiobacillus thiooxidans. Penggunaan kombinasi

kedua bakteri ini ditujukan untuk lebih mengoptimalkan desulfurisasi.

Thiobacillus ferrooxidans memiliki kemampuan untuk mengoksidasi besi dan

sulfur, sedangkan Thiobacillus thiooxidans tidak mampu mengoksidasi sulfur

dengan sendirinya, namun tumbuh pada sulfur yang dilepaskan setelah besi

teroksidasi (Yusuf, 2005).

2.3. Thiobacillus

Thiobacillus berukuran kecil, bakteri Gram negatif, selnya berbentuk

batang (0,5x1,0­4,0μm) dengan beberapa spesies bersifat motil dengan flagel

polar. Energi didapatkan dari oksidasi satu atau lebih reduksi senyawa sulfur,

termasuk sulfida, sulfur, thiosulfida, polithionat, dan thiosionat. Sulfat merupakan

produk akhir dari oksidasi senyawa sulfur, tetapi sulfur, sulfit, atau polithionat

mungkin terakumulasi oleh kebanyakan spesies. Spesies tertentu juga

mendapatkan energi dari mengoksidasi besi ferro menjadi besi ferri. Seluruh

spesies dapat mengikat karbondioksida lewat lingkaran Benson­Calvin dan

mampu tumbuh secara autotropik; beberapa spesies adalah obligat

khemolitotropik. Bakteri ini hidup pada pH optimal 2­8 dan suhu optimal 20­43˚C

(Holt et al., 1994).

Genus Thiobacillus juga dikenal dengan nama Acidithiobacillus. Genus ini

bersifat termofilik, hidup pada suhu 45­50˚C. Genus ini juga termasuk dalam

genus asidofil, yang hidup pada pH 1,5­2,5. Beberapa spesies hidup pada pH

netral (Robertson and Kuenen, 2005). Beberapa bakteri khemolithotrof dapat

mengoksidasi sulfur dan memperoleh energi dari reduksi CO2 (Rheinheimer,

1991). Menurut Ingledew (1990), khemolithotrof meliputi sejumlah genera:

Thiobacillus, Sulfolobus, dan Leptospirillum, dan kemungkinan besar masih

banyak yang lain.

Leptospirillum ferrooxidans merupakan bakteri yang dapat memanfaatkan

pirit dengan mengoksidasi Fe(II) menjadi Fe(III), akan tetapi tidak mampu

mengoksidasi S 0 secara langsung (Sugio et al., 1994; Ingledew, 1990; Schippers

et al., 1996). Thiobacillus ferrooxidans mampu mengoksidasi Fe(II) menjadi

Fe(III) dan mengoksidasi senyawa­senyawa belerang tereduksi serta

memanfaatkan oksidasi ini sebagai sumber energinya (Schlegel, 1994), sedangkan

Sulfolobus acidocaldarius merupakan khemolithotrof yang hidup di tempat

dengan suhu optimum 70˚C dan suatu pH optimum 2­3. Bakteri ini juga mampu

mengoksidasi Fe(II) dan senyawa­senyawa sulfur (Ingledew, 1990).

Woods and Rawlings (1989) menyebutkan bahwa Thiobacillus

ferrooxidans memiliki kebutuhan nutrisi yang sangat kecil. Semua strain bersifat

autotropik, yang berarti mikroorganisme tersebut dapat menggunakan CO2 dari

atmosfir sebagai sumber karbon untuk mensintesa senyawa organik, akan tetapi

tidak dapat tumbuh pada sumber karbon organik. Menurut Dick (1992),

Thiobacillus kebanyakan hidup secara aerob obligat yang memerlukan keberadaan

oksigen untuk kehidupannya. Pada Thiobacillus sumber energi berasal dari

oksidasi sulfur elemental, sulfit, thiosulfit, polithionat, dan thiosianat yang

dijadikan sebagai donor elektron.

Thiobacillus banyak tersebar di laut, perairan, dan tanah terutama tempat

dimana komponen sulfur melimpah, seperti pada sumber sulfur, mineral sulfit,

simpanan sulfur, daerah pengolahan limbah dan sumber gas yang mengandung

sulfur. Spesies Thiobacillus dapat dijumpai di tanah vulkanik yang bersifat asam,

sungai atau aliran air di sekitar pertambangan (Mc Kane and Kandel, 1996).

Menurut Rheinheimer (1991), di perairan seperti sungai, danau, dan pantai spesies

Thiobacillus tampaknya menjadi pengoksidsi sulfur paling penting.

Thiobacillus tidak berwarna, berbentuk lonjong, bakteri Gram negatif yang

berflagel polar. Bakteri ini dapat mengoksidasi besi, yang menyebabkan mereka

dapat memetabolisme ion­ion metal seperti besi ferro:

Fe 2+ + ½ O2 + 2H + ­­> Fe 3+ + H2O (Robertson and Kuenen, 2005).

Reaksi oksidasi pirit menurut Boyd (1982) adalah sebagai berikut:

1) FeS2 + H2O + 3,5 O2 → FeSO4 + H2SO4

2) 2 FeSO4+ ½ O2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

3) FeS2 + 7 Fe2(SO4)3 + 8 H2O → 15 FeSO4 + 8 H2SO4

Produksi ferri sulfat dari ferro sulfat sangat besar karena proses pembentukannya

dipercepat oleh aktivitas bakteri Thiobacillus ferrooxidans (No. 2), dan pada

kondisi yang masam reaksi pirit dengan ferri sulfat (No. 3) berlangsung sangat

cepat. Ferri sulfat juga dapat terhidrolisis sehingga menambah kemasaman seperti

diperlihatkan reaksi berikut:

Fe2(SO4)3 + 6 H2O → 2 Fe(OH) 3 + 3 H2SO4.

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Lingkungan,

Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB) di Situ Gede,

Bogor. Waktu penelitian dari bulan Maret 2007 sampai dengan bulan Juli 2008.

3.2. Bahan dan Alat

3.2.1. Bahan

Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah sampel berbagai jenis

tanah, yaitu tanah gambut, tanah asam sulfat, tanah mineral, dan tanah yang kaya

akan unsur sulfur dari daerah Gunung Sanggabuana Jawa Barat, Bukit Petuk

Palangkaraya, Kawah Sikidang dan Kawah Sileri Dieng, serta Kepulauan Riau.

Media Leathen et al. (1956) yang terdiri atas (gram/liter): K2HPO4 (0,05),

(NH4)2SO4 (0,15), Ca(NO3)2 (0,01), MgSO4. 7H2O (0,50), KCl (0,05), FeSO4. 7H2O

(1,00), dan agar (12,00). Bahan untuk pewarnaan Gram, yaitu kristal ungu,

iodium, alkohol 95%, safranin dan akuades.

3.2.2. Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini meliputi shaker, autoclave,

timbangan, pipet, mikropipet, labu Erlenmeyer, tabung isolasi, tabung reaksi,

pembakar bunsen, kertas pH, cawan petri, testube, korek api, mikroskop dan

peralatan gelas lainnya.

3.3. Metode Penelitian

3.3.1. Penyiapan Media

Pada penelitian ini digunakan media cair dari Leathen et al. (1956) dengan

pH 3,5. Komposisi media disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Komposisi Medium Cair dengan Garam Ferro (tiap 1000 ml)

Bahan T. ferrooxidans Medium (Leathen et al., 1956)

pH 3,5

K2HPO4 0,05 gram

(NH4)2SO4 0,15 gram

Ca(NO3)2 0,01 gram

MgSO4.7H2O 0,50 gram

KCl 0,05 gram

FeSO4.7H2O 1,00 gram

Sumber: Nurseha, 2000

Bahan kimia tersebut dicampurkan ke dalam akuades sebanyak 800 ml

terkecuali FeSO4. 7H2O, diaduk dan disterilkan pada suhu 121˚C dan didinginkan.

Untuk FeSO4. 7H2O, dipersiapkan akuades yang telah steril dan telah ditetapkan

pHnya, yaitu pH 3,5, sebanyak 200 ml, setelah itu dimasukkan FeSO4. 7H2O dan

dipanaskan sampai suhu 50˚C, lalu didinginkan. Kedua larutan tersebut kemudian

dicampur secara apsetik. Media ini kemudian dibagi­bagi ke dalam tabung isolasi

yang telah steril.

3.3.2. Isolasi Bakteri dari Berbagai Sumber

Isolasi dilakukan dengan cara memasukkan 1 gram sampel tanah ke dalam

9 ml larutan fisiologis (0,85% NaCl) yang telah disterilkan, kemudian dikocok

selama 15 menit, lalu diamkan untuk memisahkan endapannya, selanjutnya

diambil 1 ml larutan kemudian dimasukkan ke dalam media. Kultur tersebut

selanjutnya diinkubasi pada suhu kamar. Isolasi dilakukan juga dengan cara

memasukkan sampel langsung ke dalam media steril yang langsung diinkubasi

sampai warna cairannya berubah.

Medium isolasi yang digunakan berupa medium cair yang selektif untuk

pertumbuhan bakteri, yaitu media Leathen et al. (1956). Media tersebut kemudian

diinkubasi pada suhu kamar dengan cara dikocok dengan menggunakan shaker

250 rpm, selanjutnya disimpan pada ruangan yang tidak terlalu banyak cahaya.

Apabila telah terjadi perubahan warna menjadi kuning atau kuning karat, maka di

dalam sumber tersebut diduga terdapat Thiobacillus ferrooxidans.

3.3.3. Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans

Setelah isolat diperoleh maka perlu dilakukan pemindahan isolat dari

media cair ke media padat yang selektif. Pemindahan isolat dari media cair ke

media padat dilakukan dengan cara memasukkan media agar yang telah

dipersiapkan sebanyak 10 ml ke dalam cawan petri yang sudah steril. Isolat pada

medium cair tersebut kemudian disebar sebanyak 1 ml ke atas media padat yang

telah disiapkan, kemudian diinkubasi sampai terbentuk koloni dari bakteri yang

diinginkan.

Pengamatan mikroskopis dengan menggunakan mikroskop dilakukan

setelah koloni terbentuk, kemudian dianalisis untuk mengetahui morfologi dan

sifat­sifat yang melekat pada bakteri tersebut. Komposisi media agar (padat)

disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Komposisi Media Padat (agar) tiap 1000 ml

Bahan T. ferrooxidans Medium (Leathen et al., 1956)

pH 3,5

K2HPO4 0,05 gram

(NH4)2SO4 0,15 gram

Ca(NO3)2 0,01 gram

MgSO4.7H2O 0,50 gram

KCl 0,05 gram

FeSO4.7H2O 1,00 gram

Agar 12,00 gram

Isolat yang sudah tumbuh pada media padat ini kemudian dapat

dipergunakan selain untuk pemurnian isolat pada medium yang sama juga

digunakan untuk pewarnaan Gram diferensial. Pewarnaan Gram diferensial

bertujuan untuk melihat bakteri secara mikroskopik dengan bantuan mikroskop

untuk membedakan antara bakteri Gram positif dengan bakteri Gram negatif.

Karakterisasi dari bakteri yang telah didapatkan, dilakukan setelah mendapatkan

hasil dari pewarnaan Gram diferensial tersebut.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Isolasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans

Media yang digunakan dalam isolasi ini adalah media cair dari Leathen et

al. (1956), karena media ini merupakan media yang paling cocok untuk

menumbuhkan Thiobacillus ferrooxidans. Hal ini terjadi karena kandungan besi

ferro pada media ini tidak terlalu tinggi (1 g per liter). Keadaan inilah diduga

menyebabkan isolat­isolat bakteri lebih mampu menyesuaikan diri pada media

tumbuh tersebut. Media Leathen et al. (1956) ini digunakan karena lebih mudah

menekan terjadinya oksidasi besi secara kimia karena makin tinggi kandungan

besi ferronya, maka kemungkinan terjadinya oksidasi secara kimia juga semakin

besar (Nurseha, 2000).

Isolasi dilakukan sebanyak tiga kali, dengan jenis tanah dan lokasi

pengambilan sampel tanah yang berbeda­beda. Pada isolasi yang pertama, dari

berbagai sumber isolasi yang digunakan diperoleh empat sumber yang berhasil

diisolasi untuk bakteri Thiobacillus ferrooxidans. Sampel tanah yang digunakan

pada isolasi ini berasal dari empat tempat, yaitu Desa Selat Baru, Kecamatan

Karau Kuala; Danau Betung, Desa Petuk Bukit, Kecamatan Bukit Batu,

Palangkaraya; Anjir Sampit, Desa Buntoi, Kecamatan Kahayan Hilir, Kabupaten

Pulang Pisau; dan Anjir Pulang Pisau, perbatasan Gohong­Pulang Pisau. Semua

sampel tersebut berasal dari Kalimantan. Sampel tanah digunakan setelah masa

penyimpanan yang cukup lama, yaitu sekitar empat tahun.

Hasil isolasi dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Hasil Isolasi Sampel Tanah di Daerah Bukit Petuk, Palangkaraya

Kode Bahan Isolasi pH Jenis Tanah Lokasi Hasil

SB 23 4,5 Mineral Selat Baru ­

BTG­B 3631 Sulfat Masam Danau Betung ­

BTG­B 3635 Sulfat Masam Danau Betung +

DNT­V 3731 Sulfat Masam Danau Takapan ­

DNL­T 3784 Sulfat Masam Danau Lentang ­

AS­U 4744 4,0 Mineral Anjir Sampit ­

AS­S 4788 4,0 Mineral Anjir Sampit ­

MD­B 5794 5,5 Gambut Mentareng II ­

MD­B 5809 5,5 Gambut Mentareng II ­

MD­T 5825 5,5 Gambut Mentareng II +

MD­T 5829 5,5 Gambut Mentareng II ­

APP­T 5642 3,0 Mineral Anjir Pulang Pisau ­

APP­T 5660 3,0 Mineral Anjir Pulang Pisau ­

APP­B 5666 3,0 Mineral Anjir Pulang Pisau +

APP­B 5668 3,0 Mineral Anjir Pulang Pisau +

Keterangan: + : terjadi perubahan warna menjadi kuning kecoklatan

­ : warna tidak berubah

Tabel 4 menunjukkan bahwa dari lima belas sampel hanya empat sampel

yang berhasil mengalami perubahan warna, yang mengindikasikan adanya bakteri

Thiobacillus ferrooxidans dalam kandungan tanah tersebut. Keempat tanah

tersebut terdiri dari dua jenis tanah mineral, satu tanah asam sulfat, dan satu tanah

gambut, dengan kisaran pH 3,0­5,5. Perubahan warna tersebut terjadi setelah masa

inkubasi selama lebih dari tiga bulan, sehingga untuk keempat isolat tersebut tidak

dilanjutkan ke proses selanjutnya karena waktu pertumbuhan yang terlalu lama.

Pada isolasi yang kedua, diambil dari sampel tanah sebanyak dua puluh

delapan sampel yang berasal dari sekitar Gunung Sanggabuana, Jawa Barat serta

lima sampel tanah dari daerah Palelawan, Kepulauan Riau (Tabel 5).

Tabel 5. Hasil Isolasi Sampel Tanah Sekitar Gunung Sanggabuana dan Palelawan,

Riau

Kode Bahan Isolasi pH Jenis Tanah Lokasi Hasil

PGSB­5 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGBB­6 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSU­8 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­8 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­9 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­11 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­12 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­13 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSU­17 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGSS­18 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGST­24 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGST­25 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGST­27 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

PGST­29 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­30 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­32 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­33 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­42 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­43 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­47 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­48 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­49 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

TGS­63 4,0­5,0 Mineral Gunung Sanggabuana ­

T1R2 Mineral Palelawan, Riau ­

T4R1 Mineral Palelawan, Riau ­

RAPP G­03 Mineral Palelawan, Riau ­

RAPP G­07 Mineral Palelawan, Riau ­

RAPP G­10 Mineral Palelawan, Riau ­

Keterangan: ­: warna tidak berubah

Tabel 5 menunjukkan bahwa dari semua sampel yang diisolasi, tidak ada

sampel yang menunjukkan hasil positif, sehingga untuk semua sampel tersebut

tidak dapat dilanjutkan ke proses berikutnya. Hal tersebut terjadi karena jenis

tanah yang digunakan pada isolasi ini kemungkinan miskin akan unsur sulfur

dan/atau pirit, sebagai sumber energi Thiobacillus, sehingga tidak ada satu sampel

pun yang menunjukkan hasil positif. Masa penyimpanan sampel yang terlalu

lama, sekitar satu tahun, juga mempengaruhi hasil dari isolasi tersebut. Tanah

yang berasal dari Gunung Sanggabuana memiliki kadar C­organik 4,9%­9,27%,

kandungan unsur kalium (K) 0,10­0,97 meq/100g tanah, dan pH 4,0­5,0,

sedangkan tanah pada daerah Palelawan, Riau berupa tanah­tanah mineral.

Pada isolasi yang ketiga, dari berbagai sumber isolasi yang digunakan,

didapatkan sepuluh sampel yang berhasil diisolasi untuk bakteri Thiobacillus

ferrooxidans, dengan kecepatan tumbuh yang berbeda­beda. Hal ini diketahui

dengan mengamati perubahan warna media cair, dimana terjadi perubahan warna

pada media­media yang menunjukkan hasil positif, sedangkan sampel yang

menunjukkan hasil yang negatif tidak mengalami perubahan warna atau berubah

warna namun tidak keruh.

Sampel yang digunakan pada isolasi ketiga ini berasal dari Kawah

Sikidang dan Kawah Sileri, Dieng, Wonosobo, yang kaya akan unsur sulfur,

sehingga isolasi yang dikerjakan banyak yang menunjukkan hasil positif. Waktu

penyimpanan sampel tanah yang digunakan pun tidak lama, sekitar dua bulan,

sehingga jenis tanah yang digunakan masih tergolong segar.

Hasil yang didapatkan dapat dilihat di Tabel 6.

Tabel 6. Hasil Isolasi Sampel Tanah Sekitar Kawah Sikidang dan Kawah Sileri

Dieng

Kode Bahan pH Jenis Tanah Lokasi Hasil WaktuTumbuh

Isolasi (hari)

SI 6706 (P) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + 4

SI 6636 (C) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + 4

SI 6640 (C) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + 4

WS 6571 (P) 2,5 Mineral Kawah Sileri + 4

WS 6598 (C) 2,5 Mineral Kawah Sileri + 4

SI 6644 (C) ` 2,5 Mineral Kawah Sikidang + 7

SI 6645 (C) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + 7

SI 6663 (P) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + > 7

SI 6668 (P) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + > 7

SI 6671 (P) 2,5 Mineral Kawah Sikidang + > 7

SI 6639 (C) 2,5 Mineral Kawah Sikidang ­

SI 6675 (P) 2,5 Mineral Kawah Sikidang ­

WS 6574 (P) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6575 (P) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6579 (P) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6581 (P) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6600 (C) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6614 (C) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

WS 6653 (C) 2,5 Mineral Kawah Sileri ­

Keterangan: +: terjadi perubahan warna

­: tidak terjadi perubahan warna

P: padat / tanah sekitar kawah / tanah semburan gas bumi

C: cair / air belerang

Dari Tabel 6 didapatkan bahwa dari 19 sampel yang diisolasi, terdapat

sepuluh sampel yang menunjukkan hasil yang positif, yaitu terjadi perubahan

warna pada media menjadi warna kuning kecoklatan (warna karat). Hal ini

disebabkan terbentuknya besi ferri (Fe 3+ ) karena dioksidasinya besi ferro (Fe 2+ )

oleh bakteri pengoksidasi besi (Untung, 1999; Sugio et al., 1994; Erskini dan

Budiyanto, 1994; Brock and Michael, 1991). Pada sampel yang lain tidak

menunjukkan perubahan warna atau berubah warna namun tidak berwarna kuning

kecoklatan. Perubahan warna tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Perubahan Warna pada Media saat Isolasi (kiri tidak tumbuh; kanan

tumbuh).

Isolat­isolat yang tumbuh tersebut kemudian dimurnikan kembali pada

media yang sama selama tiga minggu. Berdasarkan hasil pemurnian didapatkan

bahwa dari sepuluh sampel yang dimurnikan terdapat delapan sampel yang

berhasil tumbuh (WS 6598 C, SI 6706 P, SI 6636 C, SI 6640 C, SI 6644 C, SI

6645 C, SI 6671 P, SI 6663 C), sedangkan dua sampel lainnya tidak tumbuh (SI

6668 P, WS 6571 P).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari seluruh sampel tanah yang

diisolasi, sampel yang menunjukkan hasil positif didapatkan dari kawasan Kawah

Sikidang dan Kawah Sileri Dieng, dimana tanahnya kaya akan sulfur, dan sampel

yang digunakan relatif segar sehingga memungkinkan bakteri untuk tumbuh.

Sampel tanah lain yang berasal dari kawasan Gunung Sanggabuana, Palelawan

Kepulauan Riau, dan Bukit Petuk Palangkaraya tidak menunjukkan hasil yang

positif, hal ini terjadi karena tanah pada daerah tersebut kemungkinan miskin akan

unsur sulfur dan/atau pirit sebagai sumber energi bakteri, selain itu waktu

penyimpanan sampel yang relatif lama menyebabkan bakteri yang diisolasi tidak

tumbuh lagi.

B. Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans

Isolat­isolat yang sudah dimurnikan kemudian ditumbuhkan pada media

padat (agar). Komposisi media padat sama dengan komposisi media cair yang

digunakan, perbedaannya adalah penambahan agar sebanyak 12 gram.

Pemindahan isolat ini dilakukan dengan cara isolat tersebut disebar secara merata

di permukaan media padat yang telah disiapkan. Setelah masa inkubasi selama

tiga minggu, dari delapan isolat hasil pemurnian, terdapat enam isolat yang dapat

tumbuh pada media padat, yaitu WS 6598 C, WS 6644 C, SI 6671 P, SI 6663 P,

SI 6636 C, SI 6645 C. Sedangkan dua isolat yang tidak tumbuh adalah SI 6640 C

dan SI 6706 P.

Isolat bakteri yang dapat tumbuh pada media cair belum tentu dapat

tumbuh pada media padat, dalam hal ini media agar. Bakteri yang diisolasi adalah

bakteri asidofi pengoksidasi besi dan sulfur yang merupakan obligat autotrof yang

membutuhkan senyawa an­organik untuk pertumbuhan dan perbanyakan, bukan

pada senyawa organik seperti agar (Nurseha, 2000).

Isolat­isolat yang tumbuh tersebut kemudian dipindahkan kembali ke

media padat yang sama. Pemindahan kedua ini dilakukan dengan cara

menggoreskan isolat yang tumbuh pada media padat pertama ke atas permukaan

media padat kedua yang telah disiapkan. Pemindahan ke media padat kedua ini

merupakan tahap penyeleksian terhadap koloni tunggal yang terbentuk. Setelah

masa inkubasi selama tiga minggu, dari enam isolat yang digoreskan, terdapat

lima isolat yang berhasil membentuk koloni tunggal (WS 6644 C, SI 6671 P, SI

6663 P, SI 6636 C, SI 6645 C), sedangkan satu isolat lagi (WS 6598 C) tidak

berhasil tumbuh. Hasil pertumbuhan isolat pada media padat dapat dilihat pada

Gambar 2.

A B

Gambar 2. Isolat Bakteri yang Ditumbuhkan pada Media Padat (A. Tumbuh, B.

Tidak tumbuh).

Terbentuknya koloni tunggal ini merupakan tanda bahwa bakteri mampu

hidup pada media padat tersebut dengan ciri­ciri membentuk koloni karat di

permukaan media, berlendir dan mencembung di permukaan media agar. Isolat­

isolat yang berhasil tumbuh di media padat tersebut kemudian dipindahkan

kembali ke media cair semula yang bertujuan untuk membuktikan bahwa koloni

tunggal yang terbentuk adalah bakteri yang ingin diisolasi.

Selain morfologi yang tampak pada gambar, karakter dari bakteri yang

telah berhasil diisolasi dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satu caranya

adalah pewarnaan diferensial, yaitu pewarnaan Gram yang dapat membedakan

bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif.

Bakteri Gram positif berwarna ungu disebabkan oleh kompleks zat warna

kristal violet­yodium tetap dipertahankan meskipun telah diberi larutan pemucat,

sedangkan bakteri Gram negatif berwarna merah karena kompleks tersebut larut

sewaktu pemberian larutan pemucat dan kemudian mengambil larutan pewarna

kedua yaitu berwarna merah. Hal ini terjadi karena perbedaan struktur dinding sel

kedua kelompok bakteri. Hasil karakterisasi bakteri Thiobacillus ferrooxidans

dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Hasil Karakterisasi Bakteri Thiobacillus ferrooxidans yang Berhasil

Diisolasi (SI 6636 C dan SI 6671 P)

Kondisi Karakterisasi

pH 3,5

Suhu lingkungan pertumbuhan 30­35˚C

Pewarnaan Gram Gram negatif

Bentuk sel Berbentuk batang, kecil, rantai

pendek, ujung membulat

Sumber energi Oksidasi Fe 2+ dan reduksi sulfur

Kebutuhan oksigen Aerob obligat

Sumber Nitrogen Amonium, nitrat

Motilitas +

Berdasarkan Tabel 7. hasil yang didapatkan sesuai dengan karakter oleh

Robertson and Kuenen (2005), bahwa bakteri Thiobacillus ferrooxidans memiliki

ciri­ciri hidup pada kisaran pH 1,3­4,5, Gram negatif, bentuk batang atau tongkat.

Bakteri ini juga menggunakan hasil oksidasi dari Fe 2+ dan reduksi sulfur sebagai

sumber energinya, serta amonium, dan nitrat sebagai sumber nitrogennya, selain

itu sangat membutuhkan oksigen untuk kehidupan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Thiobacillus ferrooxidans dapat diisolasi dari tanah dengan pH 3,5 yang

berasal dari Kawah Sikidang dan Kawah Sileri, Dieng, Wonosobo.

2. Terdapat 5 isolat yang berhasil ditumbuhkan, yaitu WS 6644 C, SI 6671 P,

SI 6663 P, SI 6636 C, SI 6645 C dan semuanya adalah Thiobacillus

ferrooxidans.

3. Isolat Thiobacillus ferrooxidans mempunyai kemampuan untuk

mengoksidasi besi dan sulfur.

5.2. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan melakukan uji coba

desulfurisasi batubara menggunakan isolat bakteri yang sudah didapatkan.

DAFTAR PUSTAKA

Boyd, C.E. 1982. Water Quality Management for Fish Pond Culture. Elsevier Sci. Publication Co. Amsterdam.

Brock, D.T and M.T. Madigan. 1991. Biology of Microorganism. Prentice­Hall International. Inc. Englewood. New Jersey.

Dick, W.A. 1992. Sulfur Cycle di dalam Encyclopedia of Microbiology Volume 4. Academic Press Inc.

Detz, C.M and G. Barvinchak. 1980. Microbial Desulfurization of Coal. www.freepatentsonline.com [diakses 21 Juli 2008].

ECD. 1974. Oxygen Leaching System Shows Commercial Promise for Removing Sulfur from Coal. www.product.biblio.jsp.htm [diakses 3 Juli 2008].

Erskini dan Budiyanto. 1994. Penelitian leaching mikroba mineral sulfida daerah Sangkaropi Sulawesi Tenggara. Majalah BPPT. LVII: 1­19.

Hadioetomo, R.S. 1990. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. PT Gramedia. Jakarta.

Handayani, S. 1997. Application of bio­oxidation technology in mineral processing. Indon. Min. J. 2(2): 1­6.

Holt, J.G, N.R. Krieg, P.H.A Sneat, J.T. Staley, and S.T. Williams. 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, ninth edition. Williams and Wilkins. A Waverly Company. Maryland.

Ingledew, W.J. 1990. Acidophiles. In Edward, C (Ed). Environmental Biotechnology. Microbiology of Extreme Environments. Mc Graw­Hill. New York p: 33­53.

Isa, I. 2007. Bioleaching Logam Berat Timbal dari Sedimen Tercemar oleh Pseudomonas fluorescens, Thiobacillus ferrooxidans, Escherichia coli dan Bacillus sp (Suatu Pendekatan Eksperimental Laboratorik). Tesis, Program Pasca Sarjana, UNAIR. Surabaya.

Karliansyah, M.R. 2001. Aspek Lingkungan dalam AMDAL Bidang Pertambangan. Pusat Pengembangan dan Penerapan AMDAL BAPEDAL. Jakarta.

Koizumi, J. 1984. Genetically Engineered Microorganisms Exploitation for Biocleaning of Coal: A Countermeasure to Acid Rain. In Murooka, Y and T. Imanaka (Eds). 1994. Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Applications. www.googlebooksearch.htm [diakses 20 Mei 2008].

Leathen, W.W, N.A. Kinsel, and S.A. Braley. 1956. Ferrobacillus ferrooxidans: achemosynthetic autotrophic bacterium. J.Bacteriol., 72, 700­704.

Lennon, D.R. 1984. Pneumatic Conveying of Pulverized Solvent Refined Coal. www.freepatentsonline.com [diakses 3 Juli 2008].

Levican, G, P. Bruscella, M. Guacunano, C. Inostroza, V. Bonnefoy, D.S. Holmes, and E. Jedlicki. 2000. Characterization of The petI and res Operons of Acidithiobacillus ferrooxidans. www.articlerender.fcgi­.htm [diakses 20 Mei 2008].

Mc Kane, L and J. Kandel. 1996. Microbiology Essentials and Applications. Mc Graw­Hill Inc. New York.

Meyers, R.A, L.J. van Nice, and M.J. Santy. 1976. Meyers Process ­ Plant Design, Economics and Energy Balance. www.google/1976cgl.confR.V.htm [diakses 3 Juli 2008].

Nuella, I. 2005. Effect of Sulfur Concentration and pH on Desulfurization of Indonesian Subbituminous Coals Using Thiobacillus ferrooxidans. www.ITB/databaseabstraksi/Lihatdetailabstraksi.htm [diakses 2 September 2008].

Nurseha, 2000. Isolasi dan Uji Aktivitas Bakteri Asidofilik Pengoksidasi Besi dan Sulfur dari Ekosistem Air Hitam. Tesis, Program Pasca Sarjana, IPB. Bogor.

Raharjo, I.B. 2006. Mengenal Batubara. www.berita­beritaiptek­2006­02­09­ Mengenal­Batubara­(1)­.htm [diakses 20 Mei 2008].

Rheinheimer, G. 1991. Aquatic Microbiology, fourth edition. John Wiley and Sons. London.

Robertson, L.A and J.G. Kuenen, 2005. Thiobacillus: Description and Significance. http://microbewiki.kenyon.edu./index.php/thiobacillus [diakses 20 Mei 2008].

Santosa, D.A, K.Murtilaksono, F.S.Beni, Sulastri, Samsurizal, S.Shahab, P.Giyono, Endarwati, Hartati, D.E.Saputra, E.N.Hidayah, Jajat, Samadi, dan Juma. 2007. Sumberdaya Hayati Kawasan Sanggabuana: Potensi, Transaksi Bioprospeksi, Bank Gen. Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB). Bogor.

Schegel, H.G. 1994. Mikrobiologi Umum. (terjemahan). Gajah Mada University Press. 688 pp.

Schippers, A, P.G. Jozsa and W. Sand. 1996. Sulfur chemistry in bacterial leaching of pyrite. Appl. Environ. Microbiol. 62 (9): 3424­3431.

Stambaugh, E.P, J.F. Miller, S.S. Tam, S.P. Chauhan, H.F. Feldmann, H.E. Carlton, J.F. Foster, N. Nack, and J.H. Oxley. 1977. www.google/1977ieee.conf.124S.htm [diakses 3 Juli 2008].

Sugio, T, S. Uemura, I. Makino, K. Iwahori, T. Tano and R.C. Blake. 1994. Sensitivity of iron­oxidizing bacteria, Thiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum ferrooxidans to bisulfite ion. Appl. Environ. Microbiol. 60 (2): 722­725.

Untung, S.R. 1999. Isolating Thiobacillus ferrooxidans from the Cikotok Gold Mine for leaching purposes. Indonesian Mining Journal. 5: 54­56.

Wikipedia. 2006. Flue Gas Desulfurization. www.wikipedia/ fluegasdesulfurization.htm [diakses 21 Juli 2008].

Wikipedia. 2008. Coal. www.en.wikipedia.org/wiki/coal [diakses 20 Mei 2008].

Wood, D. and D.E. Rawlings. 1989. Bacterial Leaching and Biomining In J. L. Marx (ed). A Revolution in Biotechnology. Cambridge, ISCU. New York.

Worldcoal. 2004. Sumber Daya Batubara: Tinjauan Lengkap Mengenai Batubara. www.worldcoal.org.htm [diakses 20 Mei 2008].

Yusuf, D. 2005. Batubara, Energi Alternatif Pengganti BBM. http://www.islamuda.com ­ Rubrik.htm [diakses 20 Mei 2008].